TUTORIAL 2 - sinapses (módulo 6 - neurologia)

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TUTORIAL 2 – SINAPSES
Sinapses: locais de contato de um axônio com os dendritos ou pericário de outros neurônios. Nesses locais, o impulso nervoso, um sinal elétrico, vindo da célula pré-sináptica é transmitido para a próxima célula na forma de um sinal químico, que estimula a geração e propagação do impulso nervoso nessa célula pós-sináptica. A maioria das sinapses transmite a informação por meio da liberação de neurotransmissores, substâncias químicas que estimulam a geração de potenciais de ação alterando a permeabilidade da membrana pós-sináptica. O espaço entre as duas células envolvidas na sinapse constitui a fenda sináptica.
Esse complexo juncional é composto por uma terminação pré-sináptica geralmente de um axônio e uma membrana pós-sináptica, ou superfície receptora, separada pela fenda sináptica. 
Tipos de sinapse: a maioria das sinapses ocorre entre o axônio e o dendrito (axodendrítica) ou entre o axônio e o corpo celular (axossomática), há sinapses entre dendritos (dendrodendríticas) e entre axônios (axoaxônicas). A sinapse em cadeia é uma forma de sinapse axoaxônica em que as duas terminações sinápticas fazem também contato com uma mesma superfície receptora pós-sináptica. 
O axônio estabelece várias sinapses ao longo do seu curso terminal, assim observam-se varicosidades ao longo do axônio chamadas boutons en passage. 
A fenda sináptica é delimitada pelas membranas pré-sináptica (do terminal axônico) e pós-sináptica (de um dendrito, pericário, axônio ou célula efetora). Essas duas membranas estão firmemente aderidas entre si. As terminações sinápticas possuem vesículas sinápticas, contendo neurotransmissores que são mediadores químicos responsáveis pelo impulso nervoso. Esses mediadores são liberados na membrana pré-sináptica e aderem a moléculas receptoras da membrana pós-sináptica, promovendo a condução do impulso nervoso por meio do intervalo sináptico
PLANO GERAL DO SISTEMA NERVOSO:
· Neurônio do SNC - a unidade funcional básica: encontrado no córtex motor cerebral; sinais aferentes chegam por meio das sinapses localizadas nos dendritos e corpo celular. Há cerca de 200 mil conexões sinápticas aferentes. As sinapses possuem direção anterógrada (se movem para frente)
· Parte sensorial do SN – os receptores sensoriais: as atividades sensoriais excitam os receptores sensoriais causando reações cerebrais imediatas ou o armazenamento dessas informações na forma de memória, por minutos, semanas ou anos e determinar reações do organismo no futuro. A porção somática transmite informação sensorial vinda de receptores da superfície do corpo, chegando ao SNC pelos nervos periféricos e conduzida a áreas sensoriais na medula espinal, formação reticular do bulbo, ponte e mesencéfalo, cerebelo, tálamo e áreas do córtex cerebral. 
· Parte motora do SN – os efetores: músculos e glândulas são chamados de efetores pois controlam efetivamente as atividades do corpo. Essas funções motoras ocorrem pela contração dos mm esqueléticos, mm liso dos órgãos internos, secreção de substâncias químicas pelas glândulas exócrinas e endócrinas. Os mm esqueléticos podem ser controlados por outras partes do SNC, como a medula espinal, formação da substância reticular bulbar, pontinha e mesencefálica, gânglios da base, cerebelo e córtex motor. As regiões inferiores executam respostas musculares automáticas, instantâneas aos estímulos sensoriais e as regiões superiores comandam movimentos musculares mais complexos. 
· Processamento de informações – função integrativa do SN: o processamento de informações aferentes é realizado para efetuar respostas mentais e motoras apropriadas. Mais de 99% das informações sensoriais são descartadas pelo cérebro por serem ser importância e irrelevantes, por exemplo quando o corpo está em contato com as roupas etc., entretanto, quando informações importantes excitam a mente são canalizadas para regiões integrativas e motoras apropriadas do cérebro, para serem processadas e causar as respostas desejadas (funções integrativas)
· O papel das sinapses no processamento de informações: sinapse é o ponto de contato entre um neurônio e o neurônio seguinte; determinam as direções em que os sinais nervosos vão se distribuir pelo SN. A transmissão sináptica é controlada por sinais inibitórios e facilitatórios vindos de diferentes áreas do SN, abrindo ou fechando as sinapses para transmissão. As sinapses têm ação seletiva, bloqueando sinais fracos para que sinais fortes passem e depois possam selecionar e amplificar sinais fracos. 
· Armazenamento da informação – memória: é função exercida pelas sinapses. Apenas algumas respostas motoras são imediatas, a maioria é armazenada no córtex cerebral e regiões subcorticais do encéfalo e medula espinal para controle futuro. O processo de armazenamento de informações ocorre pelo processo de facilitação, cada vez que alguns tipos de sinais sensoriais passam pelas sinapses, elas ficam capazes de transmitir o mesmo tipo de sinal em outros momentos. Depois que os sinais sensoriais passam várias vezes por sinapses, elas ficam tão facilitadas que os sinais gerados pelo SNC também podem causar a transmissão de impulsos pela mesma sequência de sinapses na ausência da aferência sensorial, causando uma percepção de sensação original, mas são somente memorias das sensações. Depois que as informações são armazenadas sob a forma de memória elas passam a ser parte do mecanismo de processamento do cérebro como pensamento. Assim, as memorias ajudam a selecionar novas informações sensoriais, transmitindo até áreas apropriadas de armazenamento ou para áreas motoras para provocar respostas efetoras imediatas, 
GRANDES NÍVEIS FUNCIONAIS DO SISTEMA NERVOSO: são heranças funcionais de estágios evolutivos 
· Nível medular: a medula é responsável por movimentos de marcha, reflexos que afastam partes do corpo de objetos que causam dor, reflexos que enrijecem as pernas para sustentar o corpo contra a gravidade e reflexos que controlam os vasos sanguíneos locais, movimentos TGI ou excreção urinaria. Os níveis supraespinhais do SN operam enviando sinais aos centros de controle da medula espinal, comandando esses centros para realizar suas funções, e não enviando diretamente sinais para a periferia do corpo. 
· Nível cerebral inferior ou subcortical: o bulbo, ponte, mesencéfalo, hipotálamo, tálamo e cerebelo e gânglios da base controlam as atividades subconscientes do corpo. Por exemplo, o controle da PA e respiração ocorre pelo bulbo e ponte, o controle do equilíbrio pelo cerebelo e reticulo do bulbo, ponte e mesencéfalo; os reflexos alimentares (salivação) pelo bulbo, ponte, mesencéfalo, amigdala e hipotálamo. Alguns padrões emocionais (raiva, excitação, resposta sexual, reação a dor e ao prazer) podem continuar existindo mesmo após a destruição de grande parte do córtex cerebral. 
· Nível cerebral superior ou cortical: é responsável pelo armazenamento de memorias e processos mentais, mas nunca atua sozinho, sempre está em associação às estruturas subcorticais do SNC; as funções dos centros subcorticais são imprecisas sem o córtex. As estruturas subcorticais iniciam o estado de vigília no córtex cerebral, abrindo o banco de memorias para ser acessado pela maquinaria do pensamento presente no encéfalo. O córtex abre o mundo de informações armazenadas para que seja explorado pela mente
SINAPSES DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL: a informação é transmitida para o SNC na forma de potencias de ação, os impulsos nervosos, que se propagam neurônio por neurônio. Cada impulso pode ser bloqueado, transformado de impulso único em impulsos repetitivos ou ser integrado a impulsos vindos de outros neurônios, para gerar padrões de impulsos complexos. 
Tipos de Sinapses – Químicas e Elétricas: 
· Sinapses químicas: são as presentes no ser humano, onde o primeiro neurônio secreta pelo seu terminal o neurotransmissor (substância química) que atua em proteínas receptoras localizadas na membrana do neurônio seguinte, causando a excitação, inibição ou modificação da sensibilidade da célula. Neurotransmissoresimportantes: acetilcolina, norepinefrina, epinefrina, histamina, ácido gama-aminobutírico (GABA), glicina, serotonina e glutamato. Condução “unidirecional” esse princípio faz com que os sinais sejam sempre transmitidos em uma única direção, do neurônio pré-sináptico que secreta o neurotransmissor para o neurônio pós-sináptico que o neurotransmissor age, fazendo com que os sinais atinjam alvos específicos.
· Sinapses elétricas os citoplasmas das células adjacentes estão conectados diretamente por aglomerados de canais de íons chamados junções comunicantes (gap junctions), que permitem o movimento livre dos íons de uma célula para outra, transmitindo os potenciais de ação. A transmissão bidirecional (em todas as direções) das sinapses elétricas permite colaborar na coordenação das atividades de grandes grupos de neurônios interconectados. 
Obs: a maioria das sinapses no cérebro é química, mas podem existir sinapses químicas e elétricas. 
ANATOMIA FISIOLÓGICA DA SINAPSE: o neurônio motor típico (corno anterior da medula espinal) é composto por corpo celular/soma, axônio e dendritos. Na superfície dos dendritos e corpo celular há botões sinápticos, os terminais pré-sinápticos, que são porções terminais de ramificações de axônios, podendo ser excitatórios e inibitórios, ou seja, secretam neurotransmissor que estimula ou inibe o neurônio pós-sináptico.
Obs: cerca de 80% a 95% estão situados nos dendritos e 5% a 20% no corpo celular. 
Os neurônios motores diferem de outros na medula e encéfalo pelo tamanho do corpo celular, comprimento, tamanho e número de dendritos, comprimento e calibre do axônio, número de terminais pré-sinápticos (varia de poucos até 200 mil). Essas diferenças fazem os neurônios de partes diversas do sistema nervoso reagirem de modo diferente dos sinais sinápticos aferentes e, assim, executarem muitas funções distintas 
· Terminais pré-sinápticos: possui forma anatômica variada, parecendo com botões redondos ou ovalados, sendo chamados de botões sinápticos ou terminais. A estrutura básica da sinapse química é composta por um terminal pré-sináptico único na superfície da membrana de neurônio pós-sináptico. O terminal pré-sináptico é separado do corpo celular do neurônio pós-sináptico pela fenda sináptica. O terminal possui vesículas transmissoras e mitocôndrias importantes para a função inibitória e excitatória da sinapse. As vesículas possuem neurotransmissores que quando liberado na fenda sináptica inibe ou excita o neurônio pós-sináptico através dos receptores inibitórios ou excitatórios. As mitocôndrias fornecem ATP para dar energia necessária para a síntese de novas moléculas de neurotransmissores. Obs: quando o potencial de ação chega no terminal pré-sináptico, ocorre despolarização da membrana e faz com que as vesículas liberem neurotransmissores na fenda sináptica, causando alterações nas características de permeabilidade da membrana neuronal pós-sináptica, o que inibe ou excita o neurônio pós-sináptico, dependendo das características do receptor são quem determinam a excitabilidade e a inibição 
· O papel dos íons cálcio: a membrana pré-sináptica possui canais de cálcio dependente de voltagem, que se abrem e permitem a passagem de inúmeros íons cálcio para o terminal pré-sináptico quando o potencial de ação despolariza a membrana pré-sináptica. A quantidade de neurotransmissor liberada na fenda é diretamente proporcional ao número de íons cálcio que entram. Mecanismo quando os íons cálcio entram no terminal pré-sináptico, se ligam a moléculas de proteínas especiais (localizadas nos sítios de liberação na superfície interna da membrana pré-sináptica), e isso faz com que os sítios de ligação se abram e permitam a secreção de neurotransmissores pelas vesículas na fenda sináptica, a cada potencial de ação. 
Função das “proteínas receptoras”: a membrana pós-sináptica possui proteínas receptoras. Suas moléculas possuem o componente de ligação (local onde o neurotransmissor se liga) e componente intracelular (atravessa a membrana pós-sináptica e entra no interior do neurônio pós-sináptico). A ativação dos receptores controla a abertura dos canais iônicos na célula pós-sináptica, através do controle direto dos canais iônicos para permitir a passagem de tipos específicos de íons e através da ativação de um segundo mensageiro, que não é um canal iônico, mas sim uma molécula que se projeta para o citoplasma da célula, ativando substâncias dentro do neurônio pós-sináptico, aumentando e diminuindo funções celulares especificas. 
Obs: receptores que ativam diretamente canais iônicos receptores ionotrópicos e receptores que atuam através de segundos mensageiros receptores metabotrópicos 
· Canais iônicos: localizados na membrana pós-sináptica, são canais catiônicos (permitem passagem de íons Na, K, Ca++), são revestidos com cargas negativas que atraem cátions e repelem ânions impedindo sua passagem; e canais aniônicos (permitem passagem de íons Cl e outros ânions), quando o diâmetro do canal fica grande o bastante, íons Cl- passam pelo canal até atingirem o lado oposto, enquanto o fluxo de cátions está bloqueado porque seus íons hidratados são muito grandes para passar por eles. Obs: o neurotransmissor que abre os canais catiônicos e permite a entrada de íons positivos excitando o neurônio são transmissores excitatórios; os transmissores inibitórios abrem canais aniônicos durante a passagem de cargas elétricas negativas. A abertura e o fechamento dos canais iônicos são os meios para o controle muito rápido dos neurônios pós-sinápticos.
· Sistema de “Segundos Mensageiros”: sua ativação provoca a e excitação e inibição neuronal pós-sináptica prolongada, causando efeitos prolongados. O principal tipo de sistema é o complexo de proteínas G, que quando inativo está livre no citosol e é formado por GDP (guanosina difosfato) e mais três componentes: componente alfa (a) – porção ativadora da proteína G – e os componentes beta (b) e componente gama (g) que estão ligados ao componente alfa. Enquanto o complexo de proteínas G estiver ligado ao GDP, permanece inativo. Quando o receptor é ativado por um neurotransmissor após um impulso nervoso, o receptor sofre uma mudança conformacional que deixa exposto o local de ligação com o complexo de proteínas G, que se liga a uma porção do receptor que se destaca no interior da célula, permitindo que a subunidade a libere GDP e se ligue a uma GTP (guanosina trifosfato) ao mesmo tempo que separa as proporções b e g do complexo. O complexo a-GTP desanexado pode realizar muitas funções e sofrer mudanças: 
1. Abertura de canais iônicos específicos na membrana da célula pós-sináptica: canal de K se abre em resposta à proteína G, ficando aberto por tempo prolongado 
2. Ativação do AMPc ou GMPc na célula neuronal: o monofosfato de adenosina cíclico e monofosfato de guanosina cíclico podem ativar a maquinaria metabólica muito específica do neurônio e iniciar qualquer um dos muitos resultados químicos, incluindo as alterações a longo prazo da estrutura da célula, que alteram a excitabilidade do neurônio por longo tempo.
3. Ativação de uma ou mais enzimas intracelulares: a proteína G pode ativar enzimas que podem induzir uma das muitas funções químicas especificas da célula 
4. Ativação da transcrição gênica: é importante pois pode provocar a formação de
novas proteínas pelo neurônio, modificando a sua maquinaria metabólica ou sua estrutura. Ocorrem nos processos de memória a longa duração. 
A inativação da proteína G ocorre quando o GTP ligado à subunidade alfa é hidrolisado para formar GDP. Isso faz com que a subunidade alfa se libere da sua proteína-alvo, inativando os sistemas de segundos mensageiros e voltando a se combinar com as subunidades beta e gama, retornando o complexo de proteínas G ao estado inativado.
· Receptores excitatórios ou inibitórios na membrana pós-sináptica: permitem uma dimensão adicional à função nervosa, possibilitando a contenção ou a excitação das ações neuronais através de mecanismos: 
· EXCITAÇÃO: 
1. Abertura dos canais de sódio,permitindo o fluxo de cargas elétricas positivas para a célula pós-sináptica – isso aumenta o potencial intracelular da membrana em direção ao potencial mais positivo para atingir o limiar e causar excitação 
2. Condução reduzida pelos canais de cloreto e/ou potássio – isso diminui a difusão de íons Cl com carga negativa para dentro do neurônio ou difusão de íons K com carga positiva para fora da célula, tornando o potencial interno mais positivo para causar excitação 
3. Diversas alterações no metabolismo do neurônio pós-sináptico para excitar a atividade celular ou aumentar o número de receptores de membrana excitatórios, ou diminuir o número de receptores inibitórios da membrana
· INIBIÇÃO: 
1. Abertura dos canais de íons cloreto na membrana neuronal pós-sináptica – isso provoca rápida difusão dos íons Cl com carga negativa para o interior do neurônio pós-sináptico, transportando cargas negativas para o interior da célula e aumentando a negatividade interna, o que tem caráter inibitório
2. Aumento na condutância dos íons potássio para o exterior dos neurônios - permite que íons positivos se difundam para o meio extracelular, provocando aumento da negatividade do lado interno da membrana do neurônio, o que é inibitório para a célula
3. Ativação de enzimas receptoras - inibem as funções metabólicas celulares, promovendo aumento do número de receptores sinápticos inibitórios, ou diminuindo o número de receptores excitatórios
SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS QUE ATUAM COMO TRANSMISSORES SINÁPTICOS: 
Neurotransmissores de moléculas pequenas e de ação rápida: induzem respostas mais agudas do sistema nervoso, como a transmissão de sinais sensoriais para o encéfalo e dos sinais motores do encéfalo para os músculos. São sintetizados no citosol do terminal pré-sináptico e entram nas vesículas sinápticas por meio de transporte ativo; cada vez que o potencial de ação atinge o terminal pré-sináptico, poucas vesículas liberam ao mesmo tempo seu neurotransmissor na fenda sináptica. Causa aumento ou diminuição da condutância dos canais iônicos 
· Reciclagem de vesículas que armazenam neurotransmissores de molécula pequena: depois de se fundir à membrana sináptica e se abrir para liberar a substância transmissora, a membrana da vesícula passa a fazer parte da membrana sináptica e depois se invagina de volta ao interior do terminal pré-sináptico e se desprende para formar nova vesícula. Essa membrana vesicular ainda contém as proteínas enzimáticas apropriadas ou as proteínas transportadoras necessárias para sintetizar e/ou armazenar a nova substância transmissora na vesícula. 
Exemplo: a acetilcolina é sintetizada no terminal pré-sináptico na presença da enzima colina acetiltransferase, é transportada para vesículas especificas e quando é liberada na fenda sináptica, a acetilcolina é hidrolisada a acetato e colina pela enzima colinesterase; as vesículas são recicladas e a colina é transportada ao terminal para ser usada novamente na síntese de nova acetilcolina 
· Características de alguns importantes neurotransmissores de molécula pequena: 
· Acetilcolina: é secretada por neurônios em diversas áreas do sistema nervoso, em terminais das grandes células piramidais do córtex motor; vários tipos de neurônios nos gânglios da base; neurônios motores que inervam os músculos esqueléticos; neurônios pré-ganglionares do sistema nervoso autônomo; neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso parassimpático; e alguns dos neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso simpático
· Norepinefrina: é secretada por terminais de diversos neurônios, corpos celulares estão localizados no tronco cerebral e no hipotálamo. Especialmente no locus ceruleus na ponte, os neurônios enviam fibras nervosas para áreas encefálicas muito disseminadas do encéfalo auxiliando no controle da atividade geral e na disposição da mente, tal como o aumento do nível de vigília. Se liga a receptores excitatórios; é secretada pelos neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso simpático, excitando e inibindo alguns órgãos.
· Dopamina: é secretada por neurônios que se originam na substância negra; possui efeito inibitório 
· Glicina: secretada nas sinapses da medula espinal; possui efeito inibitório 
· GABA: secretado por terminais nervosos situados na medula espinal, no cerebelo, nos gânglios da base e em diversas áreas do córtex; efeito inibitório 
· Glutamato: secretado por terminais pré-sinápticos, em muitas vias sensoriais aferentes, assim como em diversas áreas do córtex cerebral; efeito excitatório 
· Serotonina: secretada por núcleos que se originam na rafe mediana do tronco cerebral e se projetam para diversas áreas encefálicas e da medula espinal, para os cornos dorsais da medula espinal e para o hipotálamo; efeito inibitório das vias da dor na medula espinal e auxílio da inibição nas regiões superiores do sistema nervoso, auxiliando no controle do humor e provocando sono 
· Oxido nítrico: secretado por terminais nervosos em áreas encefálicas responsáveis pelos comportamentos a longo prazo e pela memória. Difere de outros neurotransmissores devido ao seu mecanismo de formação no terminal pré-sináptico e por sua ação no neurônio pós-sináptico. É sintetizado instantaneamente (gás) conforme sua necessidade e se difunde para fora dos terminais pré-sinápticos em vez de ser liberado em embalagens vesiculares. No neurônio pós-sináptico não induz grandes alterações no potencial de membrana, mas modifica as funções metabólicas intracelulares que promovem alterações na excitabilidade do neurônio. 
	CLASSE I
	CLASSE II – aminas
	CLASSE III – aminoácidos
	CLASSE IV
	Acetilcolina 
	Norepinefrina 
Epinefrina
Dopamina 
Serotonina 
Histamina 
	GABA – ácido gama-aminobutírico 
Glicina 
Glutamato 
Aspartato 
	Óxido nítrico (NO)
Neuropeptídeos: provocam ações mais prolongadas, como mudanças a longo prazo do número de receptores neuronais, abertura ou fechamento por longos períodos de certos canais iônicos (cálcio) e mudanças a longo prazo do número ou dimensão das sinapses. Alguns desses efeitos duram dias, mas outros, por meses ou anos
Não são sintetizados no citosol dos terminais pré-sinápticos, são sintetizados como partes integrais de grandes moléculas proteicas pelos ribossomos encontrados no corpo celular do neurônio. Essas moléculas proteicas entram no reticulo endoplasmático do corpo celular e no aparelho de Golgi, sendo clivada por enzimas em fragmentos menores e depois empacotada pelo aparelho de Golgi em vesículas que são liberadas no citoplasma. As vesículas são transportadas até as terminações das fibras nervosas pelo fluxo axônico, com velocidade de alguns centímetros por dia e depois liberam seu conteúdo nos terminais neuronais em resposta a potenciais de ação, entretanto a vesícula passa por autólise e não é reutilizada. 
Quantidades menores de neuropeptídeos são liberadas em comparação aos neurotransmissores de molécula pequena, porém possuem potência de mil vezes maior. 
	Hormônios liberadores hipotalâmicos
	Peptídeos hipofisários
	Peptídeos que agem no intestino e no cérebro
	Outros tecidos
	Hormônio liberador de tirotropina
Hormônio liberador do hormônio luteinizante 
Somatostatina (fator inibitório do hormônio do crescimento)
	Hormônio adrenocorticotrópico (ACTH)
b-endorfina 
Hormônio a-melanócito estimulante 
Prolactina 
Hormônio luteinizante 
Tirotropina 
Hormônio do crescimento 
Vasopressina 
Ocitocina 
	Encefalina leucina
Encefalina metionina
Substância P
Gastrina
Colecistocinina
Peptídeo intestinal vasoativo (VIP)
Fator de crescimento neural
Fator neurotrópico derivado do cérebro
Neurotensina
Insulina
Glucagon
	Angiotensina II
Bradicinina
Carnosina
Peptídeos do sono
Calcitonina
EVENTOS ELÉTRICOS DURANTE A EXCITAÇÃO NEURONAL: especialmente nos neurônios motores dos cornos anteriores da medula espinal 
· Potencial de repouso da membrana do corpo celular do neurônio: é – 65mV, menos negativo que os -90mV das fibras nervosas periféricas e do musculo esquelético. Essa voltagem mais baixa é importante para permitir o controle tanto positivo (menosnegativo torna membrana excitável) quando negativo (mais negativo membrana menos excitável) do grau de excitabilidade do neurônio 
· Diferenças de concentração dos íons através da membrana: a concentração de íons Na+ é alta no LEC (142 mEq/L), mas baixa no neurônio (14 mEq/L), esse gradiente é produzido pela bomba de sódio que o lança para fora do neurônio. A concentração do íon potássio é alta no corpo celular do neurônio (120 mEq/L) mas baixa no LEC (4,5 mEq/L). O íon cloreto está em alta concentração no LEC, porém em baixa concentração no neurônio, ou seja, a membrana é muito permeável aos íons Cl- além de serem repelidos e forçados para fora através dos canais até que a concentração seja menor na face interna da membrana. O potencial elétrico através da membrana celular pode se opor aos movimentos dos íons através dessa membrana, se o potencial tiver polaridade e magnitude apropriadas
 O potencial que se opõe exatamente ao movimento de um íon é chamado potencial de Nernst para esse íon, que está representado pela equação; FEM (força eletromotriz) é o potencial de Nernst, em milivolts, da face interna da membrana. O potencial será negativo
(-) para íons positivos, e positivo (+) para íons negativos
· Na = +61mV íons que vazam para o interior são bombeados para o exterior mantendo o potencial de membrana de – 65mV
· K = - 86mV potencial mais negativo que – 65mV, fazendo com que os íons K se difundam para fora do neurônio 
· Cl = - 70mV pouco menos negativo que – 65mV, tendem a penetrar com pequena intensidade no interior do neurônio, mas são lançados para fora, pela bomba ativa de cloreto
· Distribuição uniforme do potencial elétrico dentro do corpo celular: o interior do corpo celular possui líquido intracelular, que é solução eletrolítica de alta condutividade; o corpo é grande 10-80 micrometros, não oferecendo resistência à condução da corrente elétrica. Assim, qualquer alteração do potencial em qualquer parte do corpo celular induz a alteração igual do potencial, em todos os outros pontos. 
· Potencial Excitatório Pós-Sináptico (PEPS ou PPSE): o neurotransmissor na fenda sináptica age sobre o receptor excitatório de membrana aumentando a permeabilidade da membrana ao Na+ que se difunde rapidamente para a célula. Esse rápido influxo de cargas positivas neutraliza a negatividade do potencial de repouso de – 65mV para – 45mV, esse aumento positivo é o potencial pós-sináptico excitatório (PPSE), pois se esse potencial aumentar até o limiar na direção positiva irá provocar potencial de ação no neurônio pós-sináptico e, dessa forma, o excitando (ai o PPSE será de + 20mV, 20mV mais positivo que o valor de repouso) 
· Limiar de excitação: o potencial de ação é gerado no segmento inicial do axônio, no ponto em que o axônio emerge do corpo celular. Isso ocorre pois o corpo celular tem poucos canais de sódio dependentes de voltagem, o que torna difícil a abertura de canais de sódio pelo PPSE para disparar o potencial de ação. Já a membrana do segmento inicial tem concentração 7x maior desses canais, e assim pode gerar o potencial de ação com muito mais facilidade que a soma neural. O PPSE necessário será de +10 a +20mV para produzir o potencial de ação no segmento inicial. Quando o potencial de ação é disparado, se propaga na direção periférica ao longo do axônio e de modo retrogrado em direção ao corpo celular. Assim, o limiar para a excitação do neurônio fica em torno de – 45mV que representa a PPSE de +20mV (20mV mais positivo que o potencial de repouso normal de – 65mV) 
EVENTOS ELÉTRICOS DURANTE A INIBIÇÃO NEURONAL:
· Potencial Inibitório Pós-Sináptico (PIPS ou PPSI): ocorrem pela abertura de canais de cloreto, que permitem a passagem dos íons Cl do LEC para o LIC, tornando o potencial de membrana no interior do neurônio mais negativo que o normal, aproximando-se de – 70mV (potencial de Nernst). A abertura dos canais de K também aumenta o grau de negatividade intracelular, causando hiperpolarização o que inibe o neurônio por estar o potencial de membrana ainda mais negativo do que o potencial intracelular normal. Assim, esse aumento na negatividade além do nível do potencial de membrana normal é o PPSI, que é – 5mV que inibe a transmissão do sinal neural pela sinapse. 
· Inibição pré-sináptica: ocorre pela liberação de substância inibitória nos terminais pré-sinápticos antes que o sinal neural chegue à sinapse. Geralmente o neurotransmissor é o GABA, 	que abre os canais aniônicos permitindo a difusão de íons Cl para o terminal nervoso. As cargas negativas desses íons inibem a transmissão sináptica porque cancelam boa parte do efeito excitatório dos íons Na com carga positiva que também entram nos terminais quando da chegada do potencial de ação.
· Curso temporal dos potenciais sinápticos: quando a sinapse excitatória excita o neurônio motor, a membrana neuronal fica muito permeável aos íons Na por 1-2milissegundos, e nesse período há difusão de íons Na para o interior do neurônio motor, aumentando seu potencial intraneuronal por alguns mV, criando o PPSE. Esse potencial diminui aos 15milissegundos seguintes, permitindo que o excesso de cargas positivas saia do neurônio excitado e para que se restabeleça o potencial de repouso normal da membrana. Na PPSI a sinapse inibitória aumenta a permeabilidade da membrana para os íons K ou Cl, provocando diminuição do potencial de membrana para o valor mais negativo do que o normal. 
· “Somação Espacial” nos neurônios – Limiar de Disparo: é o efeito da somação dos potenciais pós-sinápticos simultâneos pela ativação de vários terminais em áreas espaçadas na membrana neuronal. Diversos terminais pré-sinápticos são estimulados ao mesmo tempo, somando seus efeitos. Para cada sinapse excitatória que dispara simultaneamente, o
potencial de membrana total fica mais positivo por 0,5 a 1,0 milivolt. Quando o PPSE se torna grande o suficiente, o limiar de disparo será alcançado e o potencial de ação vai ser gerado espontaneamente no segmento inicial do axônio
· “Somação Temporal” causada por descargas sucessivas de um terminal pré-sináptico; toda vez que o terminal pré-sináptico dispara, o neurotransmissor liberado causa abertura dos canais de membrana por alguns milissegundos ou mais. Entretanto, o potencial pós-sináptico pode durar mais 15milissegundos depois dos canais terem fechado, assim, a segunda abertura desses canais pode aumentar o potencial pós-sináptico até um nível ainda maior. Quanto mais rápida a velocidade de estimulação, maior será o potencial pós-sináptico. 
· Somação simultânea dos potenciais pós-sinápticos inibitórios e excitatórios: se o PPSI tender a promover valor menor do potencial de membrana para valor mais negativo, enquanto o PPSE tende a aumentar o potencial ao mesmo tempo, esses dois efeitos podem se anular completa ou parcialmente. Assim, se o neurônio estiver sendo excitado por PPSE, sinal
inibitório, vindo de outra fonte, pode, por vezes, reduzir o potencial pós-sináptico para valor abaixo do limiar de excitação, e, desse modo, desativar a atividade do neurônio
· “Facilitação” dos neurônios: ocorre quando a somação dos potenciais pós-sinápticos é excitatória, mas não se aumenta até o ponto de atingir o limiar para o disparo do neurônio pós-sináptico. Seu potencial de membrana está mais próximo do limiar de disparo do que o normal, mas ainda não no nível do disparo. Assim, outro sinal excitatório que chegue ao neurônio de alguma outra fonte pode então excitá-lo muito facilmente
FUNÇÕES ESPECIAIS DOS DENDRITOS NA EXCITAÇÃO NEURONAL:
· Amplo campo espacial de excitação dos dendritos: se estendem por 500-1000 micrometros em todas as direções do corpo celular, recebendo sinais de várias áreas contribuindo para a somação dos sinais 
· Condução eletrotônica dos dendritos: não podem transmitir potenciais de ação, pois tem poucos canais de sódio, mas podem transmitir sinais no mesmo neurônio por condução eletrotônica, que é a propagação direta da corrente elétrica por condução iônica, nos líquidos dos dendritos, mas sem a geração de potenciaisde ação.
· Decremento da condução eletrotônica nos dendritos; quando há efeitos excitatórios, há altos níveis de PPSE e os potenciais de membrana são menos negativos, porém há perda de grande parte do PPSE antes de atingir o corpo celular. Isso ocorre pois os dendritos são longos e suas membranas delgadas, parcialmente permeáveis aos íons K e Cl, causando vazamento da corrente elétrica. Essa diminuição do potencial de membrana quando se propaga pelos dendritos em direção ao corpo celular é a condução decremental. Quanto mais longe a sinapse excitatória estiver do corpo celular do neurônio, maior será o decremento e menor será o sinal excitatório que chega ao corpo celular.
· Somação da excitação e da inibição nos dendritos: na extremidade do dendrito ocorre forte PPSE, mas próximo ao corpo celular, estão localizadas duas sinapses inibitórias atuando no mesmo dendrito. As sinapses inibitórias causam voltagem hiperpolarizante que anula completamente o efeito excitatório e, transmite pequena quantidade de inibição por condução eletrotônica em direção ao corpo celular. Desse modo, os dendritos podem
somar os potenciais pós-sinápticos excitatórios e inibitórios, da mesma forma que o corpo celular. Algumas sinapses inibitórias estão localizadas diretamente no cone de implantação e no segmento inicial do axônio, produzindo inibição potente pois tem efeito direto do aumento do limiar para a excitação no ponto exato onde o potencial de ação é gerado
Relação entre Estado de Excitação do Neurônio e Frequência de Disparo:
· O “Estado Excitatório” é a somação dos graus de impulsos excitadores ao neurônio: o “estado excitatório” do neurônio é definido como o impulso excitatório resultante da somação dos potenciais excitatórios e inibitórios nesse neurônio. Ou seja, caso exista um maior grau de excitação do que inibição no neurônio se diz que esse neurônio está em um estado excitatório. Sendo o contrário verdadeiro, sendo referido como estado inibitório. OBS: Diferente dos impulsos excitatórios, se um neurônio permanecer no estado excitatório ocorre disparos repetitivos de estímulos durante o tempo em que o estado permanecer. Isso geralmente ocorre no sistema nervoso central, onde o estado excitatório normal já se encontra acima do limiar, fazendo com que impulsos sejam continuamente emitidos.
ALGUMAS CARACTERÍSTICAS ESPECIAIS DA TRANSMISSÃO SINÁPTICA:
CARACTERÍSTICAS ESPECIAIS DA TRANSMISSÃO SINÁPTICA
Fadiga
· Quando as sinapses excitatórias são repetidamente estimuladas com alta frequência, o número de descargas do neurônio pós-sináptico é inicialmente muito alto, mas a frequência de disparo começa a diminuir progressivamente nos próximos milissegundos ou segundos. Esse fenômeno é chamado fadiga da transmissão sináptica.
· Quando certas áreas do sistema nervoso são superexcitadas, a fadiga faz com que percam tal excesso de excitabilidade após algum tempo. Por exemplo, o excesso de excitabilidade do cérebro, durante convulsão epiléptica é por fim superado e então o ataque para.
· O mecanismo de fadiga consiste na exaustão dos estoques de substância transmissora nos terminais pré-sinápticos. Os terminais armazenam neurotransmissores suficientes para provocar cerca de 10.000 potenciais de ação, se esgotando em poucos segundos ou minutos. 
· Parte do processo de fadiga resulta de outros dois fatores como: (1) a inativação progressiva de receptores de membrana pós-sinápticos e (2) o lento desenvolvimento de concentrações anormais de íons na célula neuronal pós-sináptica.
Efeito da Acidose ou da Alcalose na Transmissão Sináptica.
· A maioria dos neurônios responde com alta intensidade às mudanças do pH do líquido intersticial que os circunda. De modo geral, a alcalose aumenta a excitabilidade dos neurônios, enquanto a acidose diminui.
· Dessa forma, alcalose pode causar convulsões epiléticas, por isso, se solicita a pessoa predisposta a convulsões epilépticas que faça hiperventilação. (A hiperventilação provoca a queda dos níveis de CO2, aumentando o pH do sangue)
· De forma inversa, a acidose pode provocar estado comatoso, como em diabetes
Efeito da Hipóxia
· A falta de oxigênio, por apenas alguns segundos, pode provocar completa ausência de excitabilidade de alguns neurônios. Esse fenômeno é observado quando o fluxo sanguíneo cerebral é temporariamente interrompido, porque em questão de 3 a 7 segundos a pessoa já fica inconsciente.
Efeito dos Fármacos
· Alguns fármacos aumentam a excitabilidade dos neurônios, e outros a diminuem. Por exemplo, cafeína, teofüina e teobromina, encontradas no café, no chá e no cacau respectivamente aumentam a excitabilidade (reduzem o limiar de excitação dos neurônios).
· A estricnina também aumenta a excitabilidade dos neurônios. No entanto, ela não reduz o limiar de excitação do neurônio, mas inibe a ação de algumas substâncias transmissoras inibitórias
· A maioria dos anestésicos aumenta o limiar para excitação da membrana neuronal, e assim reduz a transmissão sináptica em muitos pontos do sistema nervoso.
Retardo Sináptico.
· Durante a transmissão do sinal neuronal do neurônio pré-sináptico para o neurônio pós-sináptico, certa quantidade de tempo é consumida no processo da (1) descarga da substância transmissora pelo terminal pré-sináptico, (2) difusão do neurotransmissor para a membrana neuronal pós-sináptica, (3) ação do neurotransmissor no receptor de membrana, (4) ação do receptor promovendo o aumento da permeabilidade da membrana e (5) difusão do sódio para o neurônio, aumentando o potencial pós-sináptico excitatório até nível alto o suficiente para provocar o potencial de ação.
· - O período mínimo requerido para que todos esses eventos ocorram, é em torno de 0,5 milissegundo. Esse atraso é chamado retardo sináptico.
· Os neurofisiologistas podem medir o tempo de mínimo retardo entre uma salva de impulsos aferentes em conjunto de neurônios e os consequentes disparos eferentes. Da medida do tempo de retardo, pode ser estimado o número de neurônios em série presentes num circuito.